Je sais que certaines lois peuvent être violées par des particules quantiques, mais un humain peut-il violer des lois comme la gravité, la relativité, la thermodynamique (première et seconde)? Grâce.

La question n’a pas vraiment de sens. Les particules quantiques ne « violent pas les lois de la physique », elles peuvent violer la physique classique, mais elles sont cependant parfaitement décrites par la physique quantique.

La physique n’a pas vraiment de « lois », elle a des modèles / cadres mathématiques qui se chevauchent. On les appelle « théories », mais il est important de comprendre que l’utilisation du mot « théorie » a une signification radicalement différente et sans rapport avec le mot « hypothèse », même si dans le discours de tous les jours, les deux termes sont souvent utilisés comme synonymes.

Vous avez des théories comme: théorie quantique des champs, mécanique quantique, théorie classique des champs, électrodynamique classique, thermodynamique, mécanique statistique, mécanique des fluides, relativité générale, etc.

Chaque théorie est un ensemble groupé de postulats physiques (ou axiomes mathématiques) et de toutes les prédictions mathématiques et quantitatives qui découlent de ces postulats. La précision d’une théorie, en termes de prédiction quantitative du résultat de l’expérience, est fondamentalement liée à la « justesse » des postulats physiques qui la sous-tendent. Cependant, en général, si une théorie est « supplantée » par une théorie plus complète, le bébé ne sort pas avec l’eau du bain et l’ancienne théorie n’est pas « jetée ». Au contraire, il est souvent conservé car il reste valable dans certains sous-ensembles de cas et le calcul et la compréhension conceptuelle avec la « théorie moins fondamentale » sont presque toujours beaucoup plus faciles.

Un exemple pourrait être l’électrodynamique classique, qui est une théorie inexacte / erronée à hautes énergies et à très petites échelles. L’électrodynamique quantique (QED) est la théorie « plus grande / maître », et pour les basses énergies et les grandes échelles, elle est d’accord à 100% avec l’électrodynamique classique, et à des énergies élevées (jusqu’à une coupure) et à de très petites échelles, elle fonctionne TOUJOURS, là où l’électrodynamique classique échoue.

Et pourtant, de la conception de fours à micro-ondes, aux systèmes à fibres optiques, aux moteurs dynamo, aux circuits électriques, etc. vous aurez du mal à trouver un ingénieur électricien qui sait quoi que ce soit sur l’électrodynamique quantique. Ils utilisent simplement l’électrodynamique classique, même si elle est connue (et depuis un siècle) pour être invalide dans certaines situations. Ils le font parce que: a) ils ne se soucient que des situations où cela est valide; et b) le calcul et l’intuition sont BEAUCOUP plus faciles dans la théorie classique. Vous n’avez pas besoin, par exemple, de comprendre comment la charge électronique est renormalisée / criblée par son interaction avec les fluctuations quantiques du vide, afin de concevoir et de circuit électrique. C’est un excès total et transformera un problème que vous pouvez facilement résoudre avec une théorie classique, en une tâche herculéenne énorme, pragmatiquement impossible à résoudre.

Donc, pour mettre certaines théories en contexte, pour voir certaines de leurs relations, considérez ceci:

– Théorie quantique des champs /Le Modèle standard est le grand papa de toutes les autres théories à l’exception de la gravité. En principe, il inclut tout ce qui est indiqué ensuite dans la limite correcte (c’est-à-dire approximer la QFT d’une manière spécifique, comme en supposant que les énergies sont faibles ou que la densité de particules est élevée, etc. réduira les mathématiques de QFT dans les mathématiques de l’une des théories ci-dessous).

– La mécanique quantique est le résultat de l’adoption de la théorie quantique des champs à de faibles énergies.

– La mécanique statistique est le résultat de l’application de la mécanique quantique au problème d’avoir un système de beaucoup, beaucoup, beaucoup de particules

– La thermodynamique est la limite classique de la mécanique statistique

– La mécanique newtonienne est la limite classique de la mécanique quantique (qui est la limite de faible énergie de la QFT)

– l’électrodynamique classique est la limite classique de la partie spécifique de la QFT / Le Modèle standard lié aux électrons et aux photons).

Revenons donc à votre question. Y a-t-il des choses qui violent les « lois » de la physique? Eh bien, la théorie actuelle du « grand maître » est Le Modèle Standard pour tout sauf la gravité. Pour la gravité, la théorie du « grand maître » est la relativité générale. Il reste encore des questions ouvertes dans les deux théories et une unification des deux est toujours insaisissable. Cependant, « violations » n’est probablement pas un bon mot, mais plutôt des « questions sans réponse »

Cependant, pour toutes les autres théories, il existe de nombreuses « violations » mais, comme nous le savons, ce sont toutes des théories approximatives, qui ne sont destinées à être utilisées que dans des situations où les postulats sous-jacents sont approximativement vrais. Si vous les appliquez à un domaine en dehors de celui-ci, ils donneront des résultats de déchets. Mais ce n’est pas vraiment une « violation des lois de la physique », mais plutôt « l’utilisation d’un produit d’une manière non prévue par le fabricant »

Vous avez mentionné la thermodynamique, la thermodynamique est une approximation classique de la mécanique statistique, qui est une approximation du « nombre élevé de particules » de la mécanique quantique qui est une approximation à basse énergie du Modèle standard / QFT. Y a-t-il des violations de celui-ci? Tonnes.

– La première loi de la thermodynamique est encore solide, mais maintenant nous comprenons que c’est une déclaration très triviale, elle dit simplement « l’énergie est conservée dans des systèmes fermés ».

– Deuxième loi de la thermodynamique, pas vraie comme posée à l’origine, comme nous le montre la mécanique statistique. Vous pouvez avoir des systèmes avec une entropie finie à zéro absolu, vous pouvez même avoir des systèmes avec une entropie macroscopique à zéro absolu.

– Troisième loi de la thermodynamique, pas vraie comme posée à l’origine. (celui-ci est un peu compliqué à parler plus loin).

Prenons un autre exemple, votre ordinateur est un appareil quantique. Il repose sur des aspects de la mécanique quantique pour fonctionner. Ordinateurs / Micropuces, Lasers, DVD / CD / Blu-ray, LED, etc. toutes les « technologies quantiques » dont le fonctionnement viole la physique classique/newtonienne.

Cela compte-t-il donc comme une violation macroscopique des « lois de la physique »? Votre ordinateur viole la mécanique classique, il ne viole pas la mécanique quantique.

Vous pouvez donc choisir une théorie physique, qui à la base est approximative, et trouver des violations. Assurer. Mais ce n’est peut-être pas aussi hallucinant que vous l’imaginez.